專利名稱：一種軟骨組織工程支架復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于對(duì)人體各部的代用品或取代物，具體涉及能移植到體內(nèi)的骨骼材料。
二.
背景技術(shù)：
因創(chuàng)傷或其它疾病引起的軟骨缺損和功能障礙在醫(yī)學(xué)臨床十分常見。近年來，隨著組織工程學(xué)的出現(xiàn)，為軟骨缺損的完全再生修復(fù)帶來了契機(jī)。生物可降解吸收性三維連通微孔支架材料在組織工程中起著非常重要的作用，它是細(xì)胞種植的場(chǎng)所和組織再生的模板，對(duì)這種支架材料的基本要求是(1)有良好的生物相容性，(2)孔隙率不低于90％，(3)表面能使細(xì)胞粘附并生長，(4)材料在細(xì)胞生長、繁殖和組織再生過程中能逐漸降解吸收，而且降解吸收速率應(yīng)與不同組織細(xì)胞的生長、繁殖速率相匹配，(5)易于加工成型，能在體內(nèi)、外承受一定的壓力，并能在一定時(shí)間內(nèi)保持其外觀和結(jié)構(gòu)的完整性。目前在現(xiàn)有技術(shù)中，已廣泛應(yīng)用的軟骨組織工程支架材料，主要是由含α一羥基酸及其衍生物合成的脂肪族聚酯，經(jīng)加工而成的纖維網(wǎng)狀材料和微孔海綿狀材料。例如，在文獻(xiàn)1Freed LE，Vanjak-NovokovicL，BironRJ，et al.Biodegradable Polymer Scaffolds For tissueengineering Biotechnology 1994，12689-693和文獻(xiàn)2Zhang RY，Ma PX.Porous Poly(L-lactiv acid)/apatite Composites created bybiomimetic Process.J Biomed Mater Res.1999；45285-293中，介紹了由L一乳酸聚合物(PLLA)、羥基乙酸聚合物(PGA)以及羥基乙酸一乳酸共聚物(PGLA)加工而成的纖維網(wǎng)狀復(fù)合材料和微孔海綿狀材料。這些材料雖然在某些方面能滿足軟骨組織工程制備技術(shù)的基本要求，但它們都存在著彈性模量低，受力時(shí)易變形而導(dǎo)至種植細(xì)胞的損傷，以及降解時(shí)間過長等缺陷。
三.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，研制一種具有良好力學(xué)性能、生物相容性能和毒理學(xué)性能，而且可任意調(diào)控降解速率的軟骨組織工程支架復(fù)合材料。
采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
一種軟骨組織工程支架復(fù)合材料，其特征在于1)它是用平均分子量為8-20萬的L一乳酸聚合物(PLLA，以下同)和平均長度為5-15mm的聚磷酸鈣纖維(CPPf，以下同)復(fù)合而成；2)它的制備方法采用溶鑄顆粒瀝取法，即在超凈條件下，a)先用三氯甲烷溶解PLLA，制得重量濃度為10-20％的PLLA溶液；b)按照CPPf∶PLLA＝1-70∶99-30的重量百分比，在10-20％PLLA溶液中加入CPPf，并攪拌均勻，獲得CPPf/PLLA溶液；c)按照CPPf/PLLA∶Nacl＝10-30∶90-70的重量百分比，將平均粒度為100-500μm的Nacl顆粒加入到CPPf/PLLA溶液中，攪拌均勻，然后在模具中澆鑄成型；d)在20-30℃溫度下讓成型物中的三氯甲烷自然揮發(fā)48-72小時(shí)后脫模，再在真空度為1×10-3托的真空干燥器中抽真空24小時(shí)，以除去成型物中殘留的三氯甲烷；e)將成型物置入二次蒸餾水中浸泡72小時(shí)，其間每6小時(shí)更換一次蒸餾水，以便析出成型物中的Nacl顆粒；隨后在室溫下(20-30℃)自然干燥24小時(shí)，最后在真空干燥器中真空干燥48小時(shí)，制得CPPf/PLLA骨與軟骨組織工程支架復(fù)合材料。
本發(fā)明的CPPf/PLLA軟骨組織工程支架復(fù)合材料，與現(xiàn)有技術(shù)中由純PLLA、PGA或PLGA加工而成的組織工程支架材料相比較，具有高的孔隙率(≥90％)、更好的生物降解性能和物理力學(xué)性能，具有三維連通、微孔、網(wǎng)狀微觀結(jié)構(gòu)，而且通過選用不同降解速率的CPPf和調(diào)節(jié)CPPf與PLLA的重量百分配比，可使CP Pf/PLLA軟骨組織工程支架復(fù)合材料的降解速率與軟骨細(xì)胞的生長、繁殖速率相匹配，能全面滿足組織工程的基本要求。下表為PLLA組織工程支架材料和CPPf/PLLA組織工程支架復(fù)合材料的物理性能對(duì)照數(shù)據(jù)。
材料名稱 重量百分配比 密度ρ(g/cm3) 孔隙率ε(％)PLLA0.099 88.0CPPf/PLLA 33/67 0.140 91.7CPPf/PLLA 50/50 0.159 90.5CPPf/PLLA 67/33 0.193 91.0
四.


圖1為PLLA組織工程支架材料的SEM照片。由圖1可以看出，純PLLA支架材料為網(wǎng)狀、連通微孔材料，且微孔分布較為均勻，孔壁光滑、較薄。
圖2為CPPf/PLLA(50/50)組織工程支架復(fù)合材料的SEM照片。由圖2表明，該復(fù)合材料為高孔隙率的網(wǎng)狀、連通、微孔結(jié)構(gòu)，纖維隨機(jī)分布，纖維表面包裹一層PLLA薄膜，纖維之間由PLLA粘結(jié)，力學(xué)性能好，微孔分布均勻。
五.
具體實(shí)施例方式
制備一種CPPf/PLLA(50/50)軟骨組織工程支架復(fù)合材料。
將平均分子量為10萬的PLLA1.0g溶于10ml的三氯甲烷溶劑中，制得濃度為10％的PLLA溶液；加入長度為10mm的CPPf1.0g，并攪拌均勻，獲得CPPf/PLLA(50/50)溶液；然后加入粒徑為100-300um的Nacl顆粒18.0g，攪拌均勻后注入模具澆鑄成型；將成型物在20-30℃自然揮發(fā)56小時(shí)后脫模，再在真空度為1×10-3托的真空干燥器中抽真空24小時(shí)，以脫除成型物中殘留的三氯甲烷；將成型物置入二次蒸留水浸泡72小時(shí)，其間每6小時(shí)更換一次蒸留水，隨后在室溫下干燥24小時(shí)，最后再真空干燥48小，制得一種高孔隙率的CPPf/PLLA(50/50)軟骨組織工程支架復(fù)合材料。
權(quán)利要求
1.一種軟骨組織工程支架復(fù)合材料，其特征在于1)它是用平均分子量為8-20萬的PLLA和平均長度為5-15mm的CPPf復(fù)合而成；2)它的制備方法是用溶鑄顆粒瀝取法，即在超凈條件下，a)先用三氯甲烷溶解PLLA，制得重量濃度為10-20％的PLLA溶液；b)按照CPPf∶PLLA＝1-70∶99-30的重量百分比，在10-20％PLLA溶液中加入CPPf，并攪拌均勻，獲得CPPf/PLLA溶液；c)按照CPPf/PLLA∶Nacl＝10-30∶90-70的重量百分比，將平均粒度為100-500μm的Nacl顆粒加入到CPPf/PLLA溶液中，攪拌均勻，然后在模具中澆鑄成型；d)在20-30℃溫度下讓成型物中的三氯甲烷自然揮發(fā)48-72小時(shí)后脫模，再在真空度為1×10-3托的真空干燥器中抽真空24小時(shí)，以除去成型物中殘留的三氯甲烷；e)將成型物置入二次蒸餾水中浸泡72小時(shí)，其間每6小時(shí)更換一次蒸餾水，以便析出成型物中的Nacl顆粒；隨后在室溫下自然干燥24小時(shí)，最后在真空干燥器中真空干燥48小時(shí)，制得CPPf/PLLA軟骨組織工程支架復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明屬于對(duì)人體各部的代用品或取代物,具體涉及能移植到體內(nèi)的骨骼材料。它是用分子量為8－20萬的L－乳酸聚合物和平均長度5－15mm的聚磷酸鈣纖維,采用溶鑄顆粒瀝取法復(fù)合而成。與現(xiàn)有技術(shù)的組織工程支架材料相比,具有高的孔隙率、更好的生物降解性能和物理力學(xué)性能,具有三維連通、微孔、網(wǎng)狀微觀結(jié)構(gòu),能全面滿足組織工程的基本要求。
文檔編號(hào)C08J9/26GK1380113SQ02113378
公開日2002年11月20日 申請(qǐng)日期2002年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月19日
發(fā)明者戴剛, 石宗利, 李起鴻, 李重庵 申請(qǐng)人:中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院, 蘭州鐵道學(xué)院